Conferma della trasmissione, ricezione e decodifica di ciascuna lettera dell’alfabeto, che appare in una schermata di stampa del programma in esecuzione. Crediti: Lancaster University, Ijs
La comunicazione via radio e con i telefoni cellulari si basa sulla trasmissione di radiazione elettromagnetica, che però non sempre può avvenire. Gli ingegneri della Lancaster University nel Regno Unito, in collaborazione con l’Istituto Jožef Stefan, in Slovenia, sono riusciti a trasferire informazioni codificate digitalmente in modalità wireless utilizzando neutroni veloci (energia maggiore di 100 keV).
I ricercatori hanno misurato l’emissione spontanea di neutroni veloci dal californio-252, un elemento transuranico sintetico radioattivo. Il californio è uno dei pochi elementi transuranici che ha delle applicazioni pratiche, la maggior parte delle quali sfruttano la proprietà di alcuni suoi isotopi di emettere neutroni, come in questo caso.
Una parola, l’alfabeto e un numero casuale sono stati codificati – utilizzando l’American Standard Code for Information Interchange (Ascii) a 7 bit – in sequenza nella modulazione del campo di neutroni, e il segnale è stato successivamente decodificato da un computer che ha recuperato le informazioni e le ha mostrate su uno schermo. È stato anche eseguito un test in doppio cieco nel quale un numero ottenuto da un generatore di numeri casuali è stato codificato, trasmesso e decodificato. Tutti i test di trasmissione tentati hanno avuto successo.
Protocolli di trasmissione wireless. (a) Trasmissione convenzionale con onde elettromagnetiche, comprendente la trasduzione, modulazione, trasmissione, ricezione e demodulazione. (b) L’analogo protocollo per il caso dei neutroni utilizzati come mezzo di trasmissione, dove un segnale elettronico viene impiegato per modulare un campo di neutroni successivamente rilevato, e il segnale elettronico risultante viene poi demodulato per estrarre l’informazione codificata. (c) Diagramma schematico della configurazione di modulazione per una sorgente di neutroni con un’emissione continua in cui il campo di neutroni è modulato da un collimatore, il cui campo modulato risultante viene trasmesso attraverso un’ostruzione permeabile ai neutroni e ricevuto da un rilevatore. (d) Diagramma schematico di una disposizione di ricetrasmettitore a due vie per il caso di un campo a impulsi da un generatore di neutroni su ciascun lato del sistema. Crediti: Lancaster University, Ijs
«Abbiamo dimostrato le potenzialità della radiazione di neutroni veloci come mezzo per le comunicazioni wireless per applicazioni in cui la trasmissione elettromagnetica convenzionale non è fattibile o è intrinsecamente limitata», ha dichiarato Malcolm Joyce della Lancaster University.
I neutroni veloci hanno un vantaggio rispetto alle onde elettromagnetiche convenzionali, che sono significativamente indebolite dalla trasmissione attraverso alcuni materiali, tra i quali i metalli. «In alcuni scenari critici per la sicurezza, come ad esempio l’integrità dei vani di contenimento dei reattori e le volte e paratie metalliche nelle strutture marittime, può essere importante ridurre al minimo il numero di fori nelle strutture metalliche necessari per il cablaggio delle comunicazioni. L’uso di neutroni per la trasmissione di informazioni attraverso tali strutture potrebbe evitare di dover ricorrere a tali perforazioni. Inoltre, potrebbe essere rilevante anche in scenari in cui sono desiderabili trasmissioni limitate in circostanze difficili, come per le operazioni di soccorso di emergenza».
I neutroni veloci potrebbero infine essere usati in un sistema elettronico a segnale misto, per ottenere un mix del segnale, tra elettroni e neutroni, contribuendo così a garantire l’integrità del trasferimento delle informazioni.
Per saperne di più:
- Leggi su Nuclear Instruments and Methods in Physics Research l’articolo “Wireless information transfer with fast neutrons” di Malcolm J. Joyce, Michael D. Aspinall, Mackenzie Clark, Edward Dale, Hamish Nye, Andrew Parker, Luka Snoj, Joe Spires